(57)【要約】【課題】機関運転の安定性の維持と排気性状の悪化抑制との両立を図ることのできる排気再循環制御装置を提供する。【解決手段】この装置は、内燃機関の排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に戻すＥＧＲ機構を備える。機関運転状態に基づくＥＧＲ機構の作動制御を通じて、排気再循環の実行および実行停止を切り替えるとともに、同排気再循環の実行時におけるＥＧＲ量を制御する。機関運転領域がＥＧＲ停止領域からＥＧＲ実行領域になって実行条件が成立した後の所定期間にわたり、基準新気量ＧＡｂに対する実新気量ＧＡの不足分（偏差ΔＧＡ）が多いほどＥＧＲ量が少なくなるように、遅延時間Ｔｄｌ、ＥＧＲ開度の変更速度Δｅｇｒ、目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒが設定されて、ＥＧＲ開度が制御される。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に戻す排気再循環機構を有し、機関運転状態に基づく前記排気再循環機構の作動制御を通じて排気再循環の実行および実行停止を切り替えるとともに同排気再循環の実行時における再循環排気量を制御する排気再循環制御装置において、
前記排気再循環を実行する機関運転状態になった後の所定期間にわたり、予め記憶されている基準新気量に対して前記内燃機関の燃焼室に吸入される実新気量が少ないほど再循環排気量が少なくなるように、前記排気再循環機構の作動を制御する制御手段を備える
ことを特徴とする排気再循環制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排気再循環制御装置において、
前記制御手段は、予め記憶されている燃料噴射量と前記基準新気量との関係から、同燃料噴射量が多いほど前記基準新気量として多い量を設定する
ことを特徴とする排気再循環制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の排気再循環制御装置において、
前記制御手段は、予め記憶されている機関回転速度と前記基準新気量との関係から、同機関回転速度が低いほど前記基準新気量として少ない量を設定する
ことを特徴とする排気再循環制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の排気再循環制御装置において、
前記制御手段は、排気性状の悪化を適正レベルに抑えることのできる新気量についての下限値を前記基準新気量として設定し、同基準新気量に対する実新気量の不足分が多いほど再循環排気量が少なくなるように前記排気再循環機構の作動を制御する
ことを特徴とする排気再循環制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気再循環制御装置において、
前記作動制御では前記排気再循環を実行する機関運転状態になってから機関運転状態に見合う作動態様への前記排気再循環機構の作動態様の変更が開始されるまでの間に遅延時間が設定され、同遅延時間にあっては前記排気再循環機構の作動態様が再循環排気量を少量に制限する所定の作動態様に維持され、前記制御手段は、前記基準新気量に対して実新気量が少ないほど前記遅延時間を長い時間に設定する
ことを特徴とする排気再循環制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気再循環制御装置において、
前記作動制御では前記排気再循環を実行する機関運転状態になった後に機関運転状態に見合う作動態様への前記排気再循環機構の作動態様の変更が徐々に行われ、前記制御手段は前記基準新気量に対して実新気量が少ないほど前記作動態様の変更速度を低い速度に設定する
ことを特徴とする排気再循環制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の排気再循環制御装置において、
前記制御手段は、前記基準新気量に対して実新気量が少ないほど、再循環排気量が少量になる前記排気再循環機構の作動態様をその制御目標作動態様として設定する
ことを特徴とする排気再循環制御装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の排気再循環制御装置において、
前記制御手段は、機関回転速度が低いほど再循環排気量が少なくなるように前記排気再循環機構の作動を制御する
ことを特徴とする排気再循環制御装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の排気再循環制御装置において、
前記内燃機関はディーゼル機関である
ことを特徴とする排気再循環制御装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の排気再循環制御装置において、
前記排気再循環機構は前記内燃機関の排気通路および吸気通路を連通する排気再循環通路と同排気再循環通路の通路断面積を変更する制御弁とを有してなり、前記制御手段は前記制御弁の開度制御を通じて前記再循環排気量を制御する
ことを特徴とする排気再循環制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に戻す排気再循環機構の作動制御を通じて再循環排気量を制御する排気再循環制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に戻すための機構（排気再循環機構）を内燃機関に設けることが多用されている（特許文献１参照）。そして、この排気再循環機構の作動制御を通じて混合気に排気を混入させることによって、その熱容量を増大させて燃焼温度の低下を促し、排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減を図るようにしている。
【０００３】
排気再循環機構の作動制御は、通常、機関運転状態に応じて次のように実行される。すなわち、内燃機関の中低負荷運転時には、再循環排気量を調節しつつ排気再循環を実行することによって、ＮＯｘ排出量の低減が図られる。一方、内燃機関の高負荷運転時には、排気再循環を停止させることによって、機関出力の確保が図られ、特にディーゼル機関では排気に含まれる粒子状物質（ＰＭ）の低減が図られる。このように排気再循環機構の作動制御では、ＮＯｘ、ＰＭなどといった排気エミッションの量や機関出力を考慮して、再循環排気量が調節される。
【０００４】
ここで、内燃機関の運転に際して排気再循環が、機関負荷の増大あるいは機関回転速度の上昇に伴って一旦停止され、その後の機関負荷の低下あるいは機関回転速度の下降に伴って再開されることがある。そのように排気再循環が再開されるときには、当然のことながら再循環排気量の分だけ新気量（燃焼室内に導入される吸気の量から再循環排気量を除いた分）が一時に減少する。そのため、例えば内燃機関の加速過程において新気量が十分に増加していない状態等、新気量が少ない状態で排気再循環が再開されるようなことがあると、新気量が過度に少なくなって混合気の空燃比が過度にリッチになり、排気性状の悪化を招くこととなる。
【０００５】
そのため従来、排気再循環の再開に合わせて燃料噴射量を低減補正する装置が提案されている。また、排気駆動式のターボチャージャが搭載された内燃機関にあって、実際の過給圧とその制御目標値との偏差に応じて再循環排気量を減量補正する装置なども提案されている。いずれの装置にあっても、混合気の空燃比が過度にリッチになることが抑制され、排気性状の悪化が抑制される。
【特許文献１】特開平１１−６２７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、燃料噴射量を低減補正する装置では、その補正によって機関出力が低下してしまうために、これに起因してショックや息つきが生じる等、機関運転の安定性低下を招くおそれがある。一方、排気駆動式のターボチャージャが搭載された内燃機関では、その過給圧が、いわゆるターボラグの影響によって吸気量や排気量の変化に対して遅れて変化する。そのため、過給圧とその制御目標値との偏差に応じて再循環排気量を減量補正する装置では、排気再循環の再開に合わせて適正に再循環排気量を低減することが可能であるとは云えず、排気性状の悪化が避けられない。このように、上述した従来の装置はいずれも改善の余地を残すものである。
【０００７】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機関運転の安定性の維持と排気性状の悪化抑制との両立を図ることのできる排気再循環制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関の排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に戻す排気再循環機構を有し、機関運転状態に基づく前記排気再循環機構の作動制御を通じて排気再循環の実行および実行停止を切り替えるとともに同排気再循環の実行時における再循環排気量を制御する排気再循環制御装置において、前記排気再循環を実行する機関運転状態になった後の所定期間にわたり、予め記憶されている基準新気量に対して前記内燃機関の燃焼室に吸入される実新気量が少ないほど再循環排気量が少なくなるように、前記排気再循環機構の作動を制御する制御手段を備えることをその要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、排気再循環を実行する機関運転状態になった際に吸気量（＝実新気量）が十分に増加していない状況である場合において、実新気量の不足分に応じて再循環排気量を減量することができ、排気再循環の実行開始時における実新気量の過度の減少を抑制することができる。したがって、混合気の空燃比のリッチ化を抑えて排気性状の悪化を抑制することができ、また機関出力の急変を回避して機関運転の安定性を維持することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の排気再循環制御装置において、前記制御手段は、予め記憶されている燃料噴射量と前記基準新気量との関係から、同燃料噴射量が多いほど前記基準新気量として多い量を設定することをその要旨とする。
【００１１】
ここで新気量が同一の条件のもとでは、燃料噴射量が多いほど実新気量の過度の減少を招き易い。上記構成によれば、そうした傾向に応じた値を基準新気量として算出して設定することができ、実新気量の過度の減少、ひいては上記空燃比の過度のリッチ化や機関出力の急変を的確に抑制することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の排気再循環制御装置において、前記制御手段は、予め記憶されている機関回転速度と前記基準新気量との関係から、同機関回転速度が低いほど前記基準新気量として少ない量を設定することをその要旨とする。
【００１３】
同じ量の新気量が不足している場合であっても、機関回転速度が低いほど、実新気量が少なくその不足による影響が大きいために実新気量の過度の減少を招き易い。上記構成によれば、そうした傾向に応じた値を基準新気量として算出して設定することができ、実新気量の過度の減少を的確に抑制することができる。
【００１４】
なお前記制御手段としては、請求項４に記載の発明によるように、排気性状の悪化を適正レベルに抑えることのできる新気量についての下限値を基準新気量として設定し、同基準新気量に対する実新気量の不足分が多いほど再循環排気量が少なくなるように排気再循環機構の作動を制御するものを採用することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気再循環制御装置において、前記作動制御では前記排気再循環を実行する機関運転状態になってから機関運転状態に見合う作動態様への前記排気再循環機構の作動態様の変更が開始されるまでの間に遅延時間が設定され、同遅延時間にあっては前記排気再循環機構の作動態様が再循環排気量を少量に制限する所定の作動態様に維持され、前記制御手段は、前記基準新気量に対して実新気量が少ないほど前記遅延時間を長い時間に設定することをその要旨とする。
【００１６】
排気再循環の実行に際して再循環排気量が同一であっても、基準新気量に対して実新気量が少ないときほど、言い換えれば実新気量の不足分が多いときほど、実新気量の過度の低下を招き易い。この点、上記構成によれば、そうした実新気量の不足分に応じた時間だけ実新気量の増加を待った上で、言い換えれば同不足分を低減させた上で再循環排気量を増加させることができ、実新気量の過度の低下を的確に抑制することができる。
【００１７】
なお上記所定の作動態様は、再循環排気量が「０」となる排気再循環機構の作動態様を含む。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気再循環制御装置において、前記作動制御では前記排気再循環を実行する機関運転状態になった後に機関運転状態に見合う作動態様への前記排気再循環機構の作動態様の変更が徐々に行われ、前記制御手段は前記基準新気量に対して実新気量が少ないほど前記作動態様の変更速度を低い速度に設定することをその要旨とする。
【００１８】
排気再循環の実行に際しては、実新気量の不足分が多いときほど、また再循環排気量が多いときほど、実新気量の過度の低下を招き易い。上記構成によれば、実新気量の不足分が多いほど再循環排気量を少ない量に設定することができ、実新気量の過度の低下を的確に抑制することができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の排気再循環制御装置において、前記制御手段は、前記基準新気量に対して実新気量が少ないほど、再循環排気量が少量になる前記排気再循環機構の作動態様をその制御目標作動態様として設定することをその要旨とする。
【００２０】
上記構成によれば、実新気量の不足分が多いときほど再循環排気量を少ない量に設定して、新気量の過度の低下を的確に抑制することができる。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の排気再循環制御装置において、前記制御手段は、機関回転速度が低いほど再循環排気量が少なくなるように前記排気再循環機構の作動を制御することをその要旨とする。
【００２１】
機関回転速度が低いときには吸気通路を流れる新気量が少ないために、機関回転速度が高いときと比較して、上述のように新気量が不足した場合においてその不足状態が長く続くようになる。この点、上記構成によれば、そうした傾向を見越したかたちで排気再循環機構の作動制御を実行することができ、新気量の過度の減少をより的確に抑制することができる。
【００２２】
なお請求項８にかかる発明を請求項５にかかる発明に適用する場合には、機関回転速度が低いほど前記遅延時間を長い時間に設定するといった構成を採用することができる。また請求項８にかかる発明を請求項６にかかる発明に適用する場合には、機関回転速度が低いほど前記作動態様の変更速度を低い速度に設定するといった構成を採用することができる。さらに請求項８にかかる発明を請求項７にかかる発明に適用する場合には、機関回転速度が低いほど再循環排気量が少量になる作動態様を前記制御目標作動態様として設定するといった構成を採用することができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の排気再循環制御装置において、前記内燃機関はディーゼル機関であることをその要旨とする。
ディーゼル機関にあっては、混合気の空燃比が過度にリッチになると、多量のＰＭの発生、ひいては黒鉛（スモーク）の発生を招いてしまう。上記構成によれば、そうしたディーゼル機関におけるスモークの発生を的確に抑制することができる。
【００２４】
なお請求項９に記載の発明を請求項４に記載の発明に適用する場合には、前記基準新気量として、スモークの発生を適正レベルに抑えることのできる新気量についての下限値を設定する、といった構成を採用することができる。
【００２５】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の発明は、請求項１０によるように、前記排気再循環機構は内燃機関の排気通路および吸気通路を連通する排気再循環通路と同排気再循環通路の通路断面積を変更する制御弁とを有してなり、前記制御手段は制御弁の開度制御を通じて再循環排気量を制御する排気再循環制御装置に適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明にかかる排気再循環制御装置を具体化した一実施の形態について説明する。
ここでは先ず、図１を参照して、本実施の形態にかかる排気再循環制御装置が適用される内燃機関、およびその周辺機器の構成を各別に説明する。
【００２７】
はじめに、本実施の形態にかかる内燃機関１０の基本構成について説明する。
図１に示すように、内燃機関１０にはターボチャージャ２０が取り付けられている。このターボチャージャ２０は排気駆動式のものであり、内燃機関１０の排気通路１１に設けられたタービン２１と吸気通路１２に設けられたコンプレッサ２２とにより構成されている。
【００２８】
また内燃機関１０には、排気通路１１に流れる排気の一部を吸気通路１２に戻すための排気再循環機構（以下、ＥＧＲ機構）３０が取り付けられている。このＥＧＲ機構３０は、排気通路１１の上記タービン２１より上流側と吸気通路１２の上記コンプレッサ２２より下流側とを連通する排気再循環通路（以下、ＥＧＲ通路）３１および、その途中に設けられたＥＧＲ弁３２を備えている。ＥＧＲ機構３０の作動制御（ＥＧＲ制御）では、機関運転状態に応じてＥＧＲ弁３２の開度（ＥＧＲ開度）が制御されて、ＥＧＲ通路３１を通じて再循環される排気の量（ＥＧＲ量）が調節される。
【００２９】
なお内燃機関１０はディーゼル機関であり、燃料噴射弁１３から燃焼室１４内に燃料が直接噴射される。
本実施の形態にかかる装置は、内燃機関１０の運転状態を検出するための各種センサを備えている。各種センサとしては例えば、吸気通路１２の上記コンプレッサ２２より上流側を流れる空気の量（実新気量ＧＡ）を検出するための流量センサ４１や、機関出力軸（図示略）の回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するための回転速度センサ４２が設けられている。また、アクセルペダル（図示略）の踏み込み量（アクセル踏込量ＡＣＣ）を検出するためのアクセルセンサ４３等も設けられている。
【００３０】
また本実施の形態にかかる装置は、例えばマイクロコンピュータ等からなる電子制御装置４０を備えている。この電子制御装置４０は、各種センサの検出信号を取り込むとともに各種の演算を行い、その演算結果に基づいて燃料噴射弁１３の作動制御（燃料噴射制御）やＥＧＲ制御といった機関制御を実行する。
【００３１】
燃料噴射制御は次のように実行される。すなわち先ず、アクセル踏み込み量ＡＣＣおよび機関回転速度ＮＥに基づいて燃料噴射量についての制御目標値（目標燃料噴射量ＴＱ）が算出される。そして、この目標燃料噴射量ＴＱと実際の燃料噴射量Ｑとが一致するように、燃料噴射弁１３の作動が制御される。
【００３２】
一方、ＥＧＲ制御は次のように実行される。すなわち、燃料噴射量Ｑおよび機関回転速度ＮＥに基づいてＡマップからＥＧＲ開度についての制御目標値（目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒ）が算出され、この目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒと実際のＥＧＲ開度とが一致するようにＥＧＲ弁３２の作動が制御される。
【００３３】
上記Ａマップは、燃料噴射量Ｑおよび機関回転速度ＮＥによって定まる機関運転状態と同機関運転状態に適したＥＧＲ量が得られるＥＧＲ開度（上記目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒ）との関係が実験などにより求められ、設定されている。図２に上記Ａマップのマップ構造を示す。同図２から明らかなように、燃料噴射量Ｑが比較的少なく且つ機関回転速度ＮＥが比較的低い領域（ＥＧＲ実行領域）において吸気通路１２への排気再循環が実行され、同領域では燃料噴射量Ｑが少ないほど、また機関回転速度ＮＥが低いほど目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒとして大きい開度が設定される。一方、燃料噴射量Ｑが多い領域あるいは機関回転速度ＮＥが高い領域（ＥＧＲ停止領域）においては目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒが「０」に設定されて排気再循環が停止される。
【００３４】
そのため上記ＥＧＲ制御では、燃料噴射量Ｑが多くなったり機関回転速度ＮＥが高くなったりすると排気再循環の実行が一旦停止され、その後において燃料噴射量Ｑが少なくなったり機関回転速度ＮＥが低くなったりすると排気再循環の実行が再開される。
【００３５】
ここで上記ＥＧＲ制御は、内燃機関１０の運転領域がＥＧＲ停止領域からＥＧＲ実行領域になった直後の過渡時において、ＥＧＲ開度が機関運転状態に見合う開度（詳しくは、後述する目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒ）まで徐々に大きくなるように実行される。なお上記過渡時としては、例えば内燃機関１０の加速過程において機関負荷が低下して機関運転領域がＥＧＲ実行領域になった直後や、内燃機関１０の減速過程において機関回転速度ＮＥが低下して機関運転領域がＥＧＲ実行領域になった直後などを挙げることができる。そうした過渡時におけるＥＧＲ制御（過渡ＥＧＲ制御）は、基本的には以下のように実行される。
【００３６】
すなわち先ず、図３に示すように、過渡ＥＧＲ制御では、機関運転領域がＥＧＲ実行領域になって同過渡ＥＧＲ制御の実行条件が成立した後において上記目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒへのＥＧＲ開度の変更開始を所定時間遅延するための遅延時間Ｔｄｌが設定されている。そして、その遅延時間ＴｄｌにあってはＥＧＲ開度がＥＧＲ量を少量に制限する所定開度αに維持される。
【００３７】
このようにＥＧＲ開度を所定開度αで維持するようにした理由は以下の通りである。上記ＥＧＲ停止領域にあっては、燃料噴射量Ｑが多いあるいは機関回転速度ＮＥが高いために、燃焼室１４から排気通路１１に排出されるガスの量が多く、同排気通路１１における排気圧力（詳しくは、上記タービン２１より上流側における排気圧力）が高くなっている。そのため、燃料噴射量Ｑの減少や機関回転速度ＮＥの低下によって機関運転領域がＥＧＲ実行領域になって排気再循環の実行が開始される際には、上記排気圧力がさほど低下せずに高い状態のままであることが多い。したがって、このときＥＧＲ弁３２を大きい開度で開弁すると、これがＥＧＲ量を急峻に増加させて実新気量ＧＡの過度の減少を招き、多量のＰＭの発生、ひいてはスモークの発生を招いてしまう。
【００３８】
この点をふまえ、本実施の形態では、上記遅延時間Ｔｄｌにおいて実新気量ＧＡが殆ど減少しないごく小さい所定開度αだけＥＧＲ弁３２を開弁するようにしている。これにより、若干量の高圧のガスが吸気通路１２側に放出されてその分だけ上記排気圧力が早期に低くなり、ＥＧＲ開度の上記目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒへの変更開始時におけるＥＧＲ量の急峻な増加が抑制される。
【００３９】
また、上記過渡ＥＧＲ制御では、ＥＧＲ開度についての目標値として、通常のＥＧＲ制御の目標値（前記目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒ）とは異なる目標値（上記目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒ）が設定される。そして上記遅延時間Ｔｄｌが経過した後においては、この目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒまで所定の変更速度ΔｅｇｒをもってＥＧＲ開度が変更される。これによっても、ＥＧＲ開度の上記目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒへの変更開始時におけるＥＧＲ量の急峻な増加が抑制される。
【００４０】
さて、本実施の形態にかかる過渡ＥＧＲ制御では、上述した実新気量ＧＡの過度の減少をより的確に抑制するために、スモークの発生が適正レベルに抑えられる新気量についての下限値を基準新気量ＧＡｂとして設定し、同基準新気量ＧＡｂに対する実新気量ＧＡの不足分に応じて上記遅延時間Ｔｄｌや、変更速度Δｅｇｒ、目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒを可変設定するようにしている。
【００４１】
図４に上記遅延時間Ｔｄｌの変更態様を示す。なお同図において、実線は遅延時間Ｔｄｌが比較的長い時間に設定される場合におけるＥＧＲ開度の推移の一例を示しており、一点鎖線は遅延時間Ｔｄｌが短い時間に設定される場合におけるＥＧＲ開度の推移の一例を示している。
【００４２】
排気再循環の実行開始に際してＥＧＲ量が同一であっても、実新気量ＧＡの不足分が多いときほど実新気量ＧＡの過度の低下を招き易い。そのため本実施の形態では上記遅延時間Ｔｄｌとして、上記不足分が多いときほど長い時間を設定するようにしている。これにより、上記不足分に応じた時間だけ実新気量ＧＡの増加を待った上で、言い換えれば同不足分を低減させた上でＥＧＲ量が増加されるようになり、実新気量ＧＡの過度の低下が抑制される。
【００４３】
図５に変更速度Δｅｇｒの変更態様を示す。同図において、実線は変更速度Δｅｇｒが比較的低速に設定される場合におけるＥＧＲ開度の推移の一例を示しており、一点鎖線は変更速度Δｅｇｒが高速に設定される場合におけるＥＧＲ開度の推移の一例を示している。
【００４４】
排気再循環の実行に際しては、実新気量ＧＡの不足分が多いときほど、またＥＧＲ量が多い量に設定されるほど実新気量ＧＡの過度の低下を招き易い。そのため本実施の形態では上記変更速度Δｅｇｒとして、上記不足分が多いときほど低い速度を設定するようにしている。具体的には、実行周期毎にＥＧＲ開度が所定の徐変開度Ｔａｄずつ大きくなるように過渡ＥＧＲ制御を実行し、その徐変開度Ｔａｄを、上記不足分が多いときほど小さい開度に設定するようにしている。これにより、そうした不足分が多いほどＥＧＲ量が少ない量に設定されて、実新気量ＧＡの過度の低下が抑制される。
【００４５】
図６に目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒの変更態様を示す。同図において、実線は目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒが比較的小さい開度に設定される場合におけるＥＧＲ開度の推移の一例を示しており、一点鎖線は目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒが大きい開度に設定される場合におけるＥＧＲ開度の推移の一例を示している。
【００４６】
本実施の形態では目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒとして、上記不足分が多いときほど小さい開度を設定するようにしている。これによっても、実新気量ＧＡの不足分が多いときほどＥＧＲ量が少ない量に設定されて、実新気量ＧＡの過度の低下が抑制される。
【００４７】
このように本実施の形態にかかる過渡ＥＧＲ制御では、遅延時間Ｔｄｌ（図４参照）、変更速度Δｅｇｒ（図５参照）、および目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒ（図６参照）としていずれも、基準新気量ＧＡｂに対する実新気量ＧＡの不足分が多いときほどＥＧＲ量が少なくなる値が設定される。
【００４８】
なお、機関回転速度ＮＥが低いときには吸気通路１２を流れる新気量が少ないために、機関回転速度ＮＥが高く新気量が多いときと比較して、実新気量ＧＡが不足した場合においてその不足状態が長く続くようになる。
【００４９】
この点をふまえ、本実施の形態では、機関回転速度ＮＥが低いときほどＥＧＲ量が少なくなるように、上記遅延時間Ｔｄｌや徐変開度Ｔａｄ、目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒを設定するようにしている。具体的には機関回転速度ＮＥが低いほど、上記遅延時間Ｔｄｌが長い時間に設定され、上記徐変開度Ｔａｄおよび目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒがそれぞれ小さい開度に設定される。これにより、上記遅延時間Ｔｄｌや徐変開度Ｔａｄ、目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒとして、実新気量ＧＡの不足傾向と機関回転速度ＮＥとの関係に応じた値が設定されて、実新気量ＧＡの過度の減少が的確に抑制される。
【００５０】
一方、上記過渡ＥＧＲ制御では基準新気量ＧＡｂが以下のように設定される。
実新気量ＧＡが同一の条件のもとでは、燃料噴射量Ｑが多いほど実新気量ＧＡの不足を招き易く、混合気の空燃比がリッチになり易い。また、同じ量の新気量が不足している場合であっても、機関回転速度ＮＥが低いほど実新気量ＧＡが少なくその不足による影響が大きいために、混合気の空燃比はリッチになり易い。
【００５１】
そうした実情をふまえ、本実施の形態では燃料噴射量Ｑが多いほど、また機関回転速度ＮＥが高いほど上記基準新気量ＧＡｂとして多い量を設定するようにしている。これにより、上述した燃料噴射量Ｑと空燃比との関係や機関回転速度ＮＥと空燃比との関係に応じた値が基準新気量ＧＡｂとして算出、設定される。したがって、実新気量ＧＡの過度の減少が抑制され、ひいては上記空燃比の過度のリッチ化によるスモークの発生や、機関出力の急変が抑制される。
【００５２】
以下、そうした過渡ＥＧＲ制御にかかる処理のうち、上記遅延時間Ｔｄｌや徐変開度Ｔａｄ並びに目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒの設定にかかる処理（設定処理）について、図７を参照しつつ詳細に説明する。
【００５３】
なお、図７は上記設定処理の具体的な処理手順を示すフローチャートであり、このフローチャートに示される一連の処理は所定周期毎の処理として電子制御装置４０により実行される。
【００５４】
図７に示すように、この処理では先ず、過渡ＥＧＲ制御の実行条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ１００）。ここでは、以下の各条件のいずれか一方が満たされていることをもって、実行条件が成立していると判断される。
・今回の処理周期において内燃機関１０の運転領域がＥＧＲ停止領域からＥＧＲ実行領域になったこと。
・実行フラグＦ１が「オン」操作されていること。なお実行フラグＦ１は、過渡ＥＧＲ制御の実行停止に際して「オフ」操作される一方、過渡ＥＧＲ制御の実行開始に際して同制御にかかる処理の初回実行時において「オン」操作されるフラグである。
【００５５】
そして、実行条件が成立している場合には（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、燃料噴射量Ｑおよび機関回転速度ＮＥに基づいてＢマップから基準新気量ＧＡｂが算出される（ステップＳ１０２）。
【００５６】
なお上記Ｂマップは電子制御装置４０に予め記憶されており、このＢマップには燃料噴射量Ｑおよび機関回転速度ＮＥによって定まる機関運転状態と同機関運転状態に適した基準新気量ＧＡｂとの関係が実験などにより求められ、設定されている。図８にＢマップのマップ構造を示す。同図８に示すように、上記基準新気量ＧＡｂとして具体的には、燃料噴射量Ｑが多いほど、また機関回転速度ＮＥが高いほど多い量が算出される。
【００５７】
次に、基準新気量ＧＡｂと実新気量ＧＡとの偏差ΔＧＡ（＝ＧＡｂ−ＧＡ）が算出されるとともに（図７のステップＳ１０４）、同偏差ΔＧＡが所定値β以上であるか否かが判断される（ステップＳ１０６）。
【００５８】
そして、上記偏差ΔＧＡが所定値β以上である場合には（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、上記遅延時間Ｔｄｌ、徐変開度Ｔａｄ、目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒを設定する処理が実行される。
【００５９】
具体的には先ず、上記実行フラグＦ１が「オフ」操作されている場合には（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、上記偏差ΔＧＡおよび機関回転速度ＮＥに基づくマップ演算を通じて、遅延時間Ｔｄｌについての補正値（遅延時間補正値Ｋｄｌ）が算出される（ステップＳ１１０）。なお上記遅延時間補正値Ｋｄｌの算出に用いられるマップは電子制御装置４０に予め記憶されており、それらマップには上記偏差ΔＧＡおよび機関回転速度ＮＥによって定まる機関運転状態と同機関運転状態に適した遅延時間補正値Ｋｄｌとの関係が実験などにより各別に求められ、設定されている。図９に上記マップのマップ構造を示す。同図９に示すように、上記偏差ΔＧＡが大きいほど、また機関回転速度ＮＥが低いときほど、補正値（ここでは遅延時間補正値Ｋｄｌ）として大きい値（詳しくは、長い時間）が算出される。
【００６０】
そして、基本遅延時間Ｔｄｌｂに上記遅延時間補正値Ｋｄｌが加算されて上記遅延時間Ｔｄｌ（＝Ｔｄｌｂ＋Ｋｄｌ）が算出される（図７のステップＳ１１２）。なお基本遅延時間Ｔｄｌｂとしては一定値が予め記憶されている。このように遅延時間Ｔｄｌが算出された後、上記実行フラグＦ１が「オン」操作される（ステップＳ１１４）。
【００６１】
その後、上記偏差ΔＧＡおよび機関回転速度ＮＥに基づくマップ演算を通じて、徐変開度Ｔａｄについての補正値（徐変開度補正値Ｋａｄ）、目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒについての補正値（ＥＧＲ開度補正値Ｋｅｇｒ）がそれぞれ算出される（ステップＳ１１６）。なお、それら補正値の算出に用いられる各マップは電子制御装置４０に予め記憶されており、それらマップには上記偏差ΔＧＡおよび機関回転速度ＮＥによって定まる機関運転状態と同機関運転状態に適した各補正値との関係が実験などにより求められ、設定されている。それら補正値（ここでは、徐変開度補正値ＫａｄおよびＥＧＲ開度補正値Ｋｅｇｒ）についても、上記遅延時間補正値Ｋｄｌと同様に、上記偏差ΔＧＡが大きいほど、また機関回転速度ＮＥが低いときほど大きい値（詳しくは、大きい開度）が算出される（図９参照）。
【００６２】
このように各補正値が算出された後、基本徐変開度Ｔａｄｂから徐変開度補正値Ｋａｄが減算されて上記徐変開度Ｔａｄ（＝Ｔａｄｂ−Ｋａｄ）が算出されるとともに、基本ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒｂからＥＧＲ開度補正値Ｋｅｇｒが減算されて上記目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒ（＝ＴＫｅｇｒｂ−Ｋｅｇｒ）が算出される（ステップＳ１１８）。なお、基本徐変開度Ｔａｄｂおよび基本ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒｂとしては、それぞれ一定値が予め記憶されている。
【００６３】
なお、上述のように遅延時間Ｔｄｌが設定されて実行フラグＦ１が「オン」操作された後においては（ステップＳ１０８：ＮＯ）、遅延時間Ｔｄｌを設定するための処理（ステップＳ１１０〜Ｓ１１４）を実行することなく、徐変開度Ｔａｄおよび目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒを設定する処理（ステップＳ１１６，Ｓ１１８）が実行される。
【００６４】
そして、上記偏差ΔＧＡが所定値β未満になると（ステップＳ１０６：ＮＯ）、実行フラグＦ１が「オフ」操作され（ステップＳ１２０）、遅延時間Ｔｄｌ、徐変開度Ｔａｄおよび目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒを設定する処理（ステップＳ１０８〜Ｓ１１８）を実行することなく、本処理は一旦終了される。
【００６５】
以下、上述した過渡ＥＧＲ制御を実行することによる作用について、図１０を参照しつつ説明する。
図１０は、過渡ＥＧＲ制御の実行時における機関回転速度ＮＥや、燃料噴射量Ｑ、基準新気量ＧＡｂ、実新気量ＧＡ、ＥＧＲ開度、並びにスモーク発生量の推移の一例を示すタイミングチャートである。なお同図１０の一点鎖線には、比較例として、ＥＧＲ開度が大きい開度に設定される装置における実新気量ＧＡ、ＥＧＲ開度およびスモーク発生量の推移をそれぞれ示している。
【００６６】
時刻ｔ１において、過渡ＥＧＲ制御の実行条件が成立すると、基準新気量ＧＡｂと実新気量ＧＡとの偏差ΔＧＡおよび機関回転速度ＮＥに基づいて遅延時間Ｔｄｌが設定され、同遅延時間Ｔｄｌに相当する時間（時刻ｔ１〜ｔ２）、ＥＧＲ開度が所定開度αに維持される。そして時刻ｔ２において、ＥＧＲ開度の上記目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒへの拡大が開始される。このＥＧＲ開度の拡大に際しては（時刻ｔ２〜ｔ３）、ＥＧＲ開度の変更速度Δｅｇｒ（詳しくは徐変開度Ｔａｄ）および目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒがそのときどきの上記偏差ΔＧＡおよび機関回転速度ＮＥに応じて設定される。時刻ｔ３において、ＥＧＲ開度が目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒまで大きくなると、その後においてＥＧＲ開度は目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒで維持される（時刻ｔ３〜ｔ４）。そして時刻ｔ４において、上記偏差ΔＧＡが所定値βよりも小さくなると、過渡ＥＧＲ制御の実行が停止される。
【００６７】
ここで比較例（一点鎖線）に示すように、上記偏差ΔＧＡに対するＥＧＲ開度を大きく設定すると、その拡大に伴う実新気量ＧＡの減少を抑えきれず、混合気の空燃比が過度にリッチになって多量のスモークが発生してしまう。逆に、上記偏差ΔＧＡに対するＥＧＲ開度を小さくすると、その拡大に伴う実新気量ＧＡの減少を抑えてスモーク発生を確実に抑えることができるものの、ＥＧＲ量が減少する分だけ排気エミッションの低減を図ることができなくなって排気性状の悪化を招いてしまう。
【００６８】
これに対し、本実施の形態では、機関運転領域がＥＧＲ実行領域になってから上記偏差ΔＧＡが所定値β未満になるまでの所定期間にわたり、上記偏差ΔＧＡが大きいときほどＥＧＲ量が少なくなるようにＥＧＲ開度が小さく設定される。そのため、機関運転領域がＥＧＲ実行領域になった際に実新気量ＧＡが十分に増加していない状況である場合において、実新気量ＧＡの不足分に応じてＥＧＲ量を減量することができる。したがって、排気再循環の実行開始時における実新気量ＧＡの過度の減少を的確に抑制することができ、混合気の空燃比の過度のリッチ化を抑えてスモーク発生を抑制することができる。また、排気再循環の実行開始に併せて燃料噴射量Ｑを減量する装置と比較して、機関出力の急変を回避して機関運転の安定性を維持することもできる。
【００６９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）機関運転領域がＥＧＲ実行領域になった後の所定期間にわたり、基準新気量ＧＡｂに対する実新気量ＧＡの不足分が多いほどＥＧＲ量が少なくなるように、過渡ＥＧＲ制御を実行するようにしたため、排気再循環の実行開始時における実新気量ＧＡの過度の減少を抑制することができる。したがって、混合気の空燃比の過度のリッチ化を抑えてスモーク発生を抑制することができ、また機関出力の急変を回避して機関運転の安定性を維持することができる。
【００７０】
（２）燃料噴射量Ｑが多いほど基準新気量ＧＡｂとして多い量を設定するようにした。そのため、燃料噴射量Ｑと混合気の空燃比との関係に応じた値を基準新気量ＧＡｂとして算出して設定することができ、実新気量ＧＡの過度の減少を的確に抑制することができる。
【００７１】
（３）機関回転速度ＮＥが高いほど基準新気量ＧＡｂとして多い量を設定するようにした。そのため、機関回転速度ＮＥと混合気の空燃比との関係に応じた値を基準新気量ＧＡｂとして算出して設定することができ、実新気量ＧＡの過度の減少を的確に抑制することができる。
【００７２】
（４）実行条件が成立してからＥＧＲ開度の目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒへの変更が開始されるまでの間に遅延時間Ｔｄｌを設定し、同遅延時間Ｔｄｌとして、基準新気量ＧＡｂに対する実新気量ＧＡの不足分が多いときほど長い時間を設定するようにした。そのため、上記不足分に応じた時間だけ実新気量ＧＡの増加を待った上で、言い換えれば同不足分を低減させた上でＥＧＲ量を増加させることができ、実新気量ＧＡの過度の低下を的確に抑制することができる。
【００７３】
（５）遅延時間Ｔｄｌが経過した後において実行周期毎にＥＧＲ開度が所定の徐変開度Ｔａｄずつ大きくなるように過渡ＥＧＲ制御を実行し、同徐変開度Ｔａｄを、上記不足分が多いときほど小さい開度に設定するようにした。そのため、そうした不足分が多いほどＥＧＲ量を少ない量に設定することができ、実新気量ＧＡの過度の低下を的確に抑制することができる。
【００７４】
（６）目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒとして、上記不足分が多いときほど小さい開度を設定するようにしたために、実新気量ＧＡの不足分が多いときほどＥＧＲ量を少ない量に設定することができ、実新気量ＧＡの過度の低下を的確に抑制することができる。
【００７５】
（７）機関回転速度ＮＥが低いときほどＥＧＲ量が少なくなるように、上記遅延時間Ｔｄｌや徐変開度Ｔａｄ、目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒを設定するようにした。そのため、上記遅延時間Ｔｄｌや徐変開度Ｔａｄ、目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒとして、実新気量ＧＡの不足傾向と機関回転速度ＮＥとの関係に応じた値を設定することができ、実新気量ＧＡの過度の減少をより的確に抑制することができる。
【００７６】
（８）ディーゼル機関にあって、その混合気の空燃比の過度のリッチ化、ひいてはスモークの発生を的確に抑制することができる。
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００７７】
・遅延時間Ｔｄｌにおいて、ＥＧＲ弁３２を閉弁状態（ＥＧＲ開度＝「０」）として、排気再循環を停止した状態のままで維持するようにしてもよい。
・遅延時間補正値Ｋｄｌや、徐変開度補正値Ｋａｄ、ＥＧＲ開度補正値Ｋｅｇｒを設定する際に、その設定パラメータとして機関回転速度ＮＥを用いなくてもよい。
【００７８】
・遅延時間補正値Ｋｄｌや、徐変開度補正値Ｋａｄ、ＥＧＲ開度補正値Ｋｅｇｒをマップ演算によって算出することに代えて、予め記憶されている計算式から算出するようにしてもよい。
【００７９】
・基本遅延時間Ｔｄｌｂや、基本徐変開度Ｔａｄｂ、基本ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒｂとして予め記憶されている一定値を用いることに代えて、燃料噴射量Ｑや機関回転速度ＮＥ、実新気量ＧＡ等に基づき算出した値を用いるようにしてもよい。同構成によれば、過渡ＥＧＲ制御においてＥＧＲ開度をより高い自由度をもって制御することができ、実新気量ＧＡの過度の減少を的確に抑制することが可能になる。
【００８０】
・基本遅延時間Ｔｄｌｂや、基本徐変開度Ｔａｄｂ、基本ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒｂを省略することも可能である。同構成にあっては、前記偏差ΔＧＡや機関回転速度ＮＥに基づいて遅延時間Ｔｄｌ、徐変開度Ｔａｄ、目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒを算出するようにすればよい。
【００８１】
・遅延時間Ｔｄｌを過渡ＥＧＲ制御の実行開始に際して一回のみ設定するようにしたが、過渡ＥＧＲ制御の実行中において複数回設定したり、過渡ＥＧＲ制御の実行周期毎に毎回設定したりしてもよい。
【００８２】
・徐変開度Ｔａｄや目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒを過渡ＥＧＲ制御の実行開始に際して一回のみ設定するようにしてもよい。
・過渡ＥＧＲ制御の実行周期毎に徐変開度ＴａｄずつＥＧＲ開度を拡大することに代えて、目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒを徐々に変化させるための処理（徐変処理）を実行して、ＥＧＲ開度についての最終目標開度Ｔを算出するようにしてもよい。具体的には、例えば前回の実行周期における最終目標開度Ｔ（ｉ）、目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒおよび徐変係数Ｎに基づいて関係式「Ｔ←｛（Ｎ−１）・Ｔ（ｉ）＋ＴＫｅｇｒ｝／Ｎ」から最終目標開度Ｔを算出することができる。なお、この関係式の徐変係数Ｎは「１」以上の数である。そして同構成にあっては、前記偏差ΔＧＡが大きいほど、また機関回転速度ＮＥが低いほど大きい数を上記徐変係数Ｎとして設定するようにすればよい。
【００８３】
・遅延時間Ｔｄｌの設定、変更速度Δｅｇｒの設定、目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒの設定のうちのいずれか一つのみ、あるいはいずれか二つのみを実行するようにしてもよい。
【００８４】
・基準新気量ＧＡｂをマップ演算によって算出して設定することに代えて、予め記憶されている計算式から算出して設定するようにしてもよい。
・燃料噴射量Ｑおよび機関回転速度ＮＥのいずれか一方のみに基づいて基準新気量ＧＡｂを設定するようにしてもよい。なお、スモーク発生が適正レベルに抑えられる実新気量ＧＡの下限値を基準新気量ＧＡｂとして設定する上では、その設定パラメータとして燃料噴射量Ｑを用いることが望ましい。
【００８５】
・スモーク発生が適正レベルに抑えられる実新気量ＧＡの下限値以外の値を基準新気量として設定するようにしてもよい。同構成によっても、基準新気量に対して実新気量ＧＡが少ないほどＥＧＲ量が少なくなるように、遅延時間Ｔｄｌや、変更速度Δｅｇｒ、目標過渡ＥＧＲ開度ＴＫｅｇｒを設定することにより、上述した効果と同様の効果を得ることができる。
【００８６】
・基準新気量として、予め記憶されている一定値を用いるようにしてもよい。
・本発明はターボチャージャの設けられていない内燃機関にも適用することができる。
・吸気弁の開弁時期を変更する変更機構や排気弁の閉弁時期を変更する変更機構を備え、同変更機構の作動制御を通じて吸気弁と排気弁とが共に開弁される期間（バルブオーバラップ期間）を調節してＥＧＲ量を制御する装置などにも、本発明は適用可能である。
【００８７】
・本発明は、ガソリン機関にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる排気再循環制御装置が適用される内燃機関およびその周辺機器の概略構成を示す略図。
【図２】目標ＥＧＲ開度の算出に用いるＡマップのマップ構造を示す略図。
【図３】過渡ＥＧＲ制御におけるＥＧＲ開度の推移の一例を示すタイミングチャート。
【図４】過渡ＥＧＲ制御における遅延時間の変更態様を示すタイミングチャート。
【図５】過渡ＥＧＲ制御における変更速度の変更態様を示すタイミングチャート。
【図６】過渡ＥＧＲ制御における目標過渡ＥＧＲ開度の変更態様を示すタイミングチャート。
【図７】設定処理の具体的な処理手順を示すフローチャート。
【図８】基準新気量の算出に用いるＢマップのマップ構造を示す略図。
【図９】補正値の算出に用いるマップのマップ構造を示す略図。
【図１０】過渡ＥＧＲ制御における各種パラメータの推移の一例を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００８９】
１０…内燃機関、１１…排気通路、１２…吸気通路、１３…燃料噴射弁、１４…燃焼室、２０…ターボチャージャ、２１…タービン、２２…コンプレッサ、３０…排気再循環機構（ＥＧＲ機構）、３１…排気再循環通路（ＥＧＲ通路）、３２…制御弁としてのＥＧＲ弁、４０…電子制御装置、４１…流量センサ、４２…回転速度センサ、４３…アクセルセンサ。
【図１】
2007198142.tif 000003
【図２】
2007198142.tif 000004
【図３】
2007198142.tif 000005
【図４】
2007198142.tif 000006
【図５】
2007198142.tif 000007
【図６】
2007198142.tif 000008
【図７】
2007198142.tif 000009
【図８】
2007198142.tif 000010
【図９】
2007198142.tif 000011
【図１０】
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